JP2019184059A - 流体粘性ダンパー - Google Patents
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Abstract
【課題】流体粘性ダンパーを提供することを課題とする。【解決手段】本発明は流体粘性ダンパーを開示するものであり、流体粘性ダンパーは、本体と貯油室とピストン部材と押進手段と変位センサと、を含む。前記貯油室内に予備用オイルを貯蔵している。前記押進手段は、前記本体内のオイル消費時に前記ピストン部材を押動して前記貯油室内の前記予備用オイルを前記ピストン部材の押動下で前記本体内に流入させることで、消費した分を補填できる。前記変位センサは、前記ピストン部材の変位量を検出でき、前記変位量が前記予備用オイルの現在の使用量を表わす。【選択図】図１
Description
本発明は、ダンパーに関し、特に、建築物の減震に応用される流体粘性ダンパーに関する。
従来の流体粘性ダンパー（ＦＬＵＩＤ ＶＩＳＣＯＵＳ ＤＡＭＰＥＲ）、例えば特許文献１に開示されているダンパーは、建築物内に設けられ、振動エネルギーを吸収することで、建築物の減震の目的を達成するために用いられる。しかしながら、前記ダンパーは、数回に渡る地震或いは長期間の使用を経た後、その内部オイルの消費又オイル漏れによる減少が免れがたい。しかしながら、従来のそれらダンパーには、内部オイルを検出する機構がなく、この問題の解決が急務となっていた。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、内部オイルを検出する機構を備えた新型流体粘性ダンパーを提供する。
本発明に係る流体粘性ダンパーは、シリンダーとピストンとピストンロッドと逆止弁とピストン部材と押進手段と変位センサとを含む。前記シリンダーは、本体とスリーブとキャップと仕切部材とを含み、前記本体内部にオイルが充填され、前記キャップ及び前記仕切部材が各々前記本体の前後両端内に固定され、前記スリーブが前記仕切部材に接続する。前記ピストンは、前記本体内に移動可能に設けられ、前記本体内部を第１油室及び第２油室に仕切り、前記第１油室が前記ピストンと前記仕切部材の間に介在し、前記第２油室が前記キャップと前記ピストンの間に介在する。前記ピストンロッドは、前記ピストンを移動させることができ、かつ前セクションと後セクションとを備え、前記前セクションが前記第２油室及び前記キャップを挿通した後、外側に突出し、前記後セクションが前記第１油室及び前記仕切部材を挿通した後、前記スリーブ内に突入する。前記後セクションは、互いに連通される貯油室と凹室とを備え、前記貯油室内に予備用オイルを貯蔵する。前記逆止弁は、前記ピストンロッドの前記後セクションに設けられ、前記第１油室内のオイルが前記貯油室に逆流するのを防止するために用いられる。前記ピストン部材は、前記ピストンロッドの前記凹室内に移動可能に設けられる。前記押進手段は、前記ピストンロッドの前記凹室内に設けられ、前記本体内のオイル消費時に前記ピストン部材を押動することで、前記貯油室内の前記予備用オイルを前記本体内の前記第１油室に流入させるために用いられる。前記変位センサは、前記スリーブ内に設けられ、前記ピストン部材の変位量を検出するために用いられる。
一実施例において、上記押進手段は、皿ばね或いは圧縮コイルばねである。
一実施例において、上記ピストン部材は、ピンストンヘッドと軸棒と栓部材とを含み、前記栓部材が前記ピストンロッドの前記凹室を塞ぎ、前記軸棒の一端が前記ピンストンヘッドに連結され、他端が前記栓部材を挿通した後、前記スリーブ内に突入し、前記皿ばね或いは圧縮コイルばねは、前記軸棒に嵌められ、かつ前記ピンストンヘッドと前記栓部材の間に介在する。
先行技術と対比すると、本発明の上記流体粘性ダンパーは、油の自動補給用に供する予備用オイルを備え、予備用オイルの使用量を検出でき、このような機能を利用し、更に警告装置を組み合わせると、予備用オイルの使用量が上限値に達した時、利用者に警告すると共に直ちに対策（例えば交換或いは修理）を採るよう通知することができる。
図１〜図２は、本発明の好ましい実施例に係る流体粘性ダンパー（ＦＬＵＩＤ ＶＩＳＣＯＵＳ ＤＡＭＰＥＲ）を示し、流体粘性ダンパーはシリンダー１とピストン２１とピストンロッド２２と逆止弁６とピストン部材３２と押進手段３３と変位センサ４と、を含む。
図１に示すように、シリンダー１は、本体１０とスリーブ１１とキャップ１２と仕切部材１３と、を含む。キャップ１２及び仕切部材１３は、各々本体１０の前後両端内に固定され、スリーブ１１は、前記仕切部材１３に接続する。本体１０は、油室１４を備える。油室１４は、キャップ１２と仕切部材１３の間に介在し、かつオイルＬ１（例えば従来の流体粘性ダンパーに慣用される高粘性シリコン油）が充填される。
ピストン２１は、本体１０内に移動可能に設けられ、また本体１０の油室１４を第１油室１４１及び第２油室１４２に仕切る。第１油室１４１は、ピストン２１と仕切部材１３の間に介在し、第２油室１４２は、キャップ１２とピストン２１の間に介在する。ピストン２１の周壁と本体１０の管壁との間に適切な隙間があり、かつピストン２１は少なくとも１個の貫通孔２１０を備えることで、第１油室１４１及び第２油室１４２が連通できる。
ピストンロッド２２は、ピストン２１を移動させることができ、かつピストンロッド２２がピストン２１を境界線とする前セクション及び後セクションを備え、前記前セクションは、第２油室１４２及びキャップ１２を挿通した後で外側に突出し、前記後セクションは、第１油室１４１及び仕切部材１３を挿通した後、スリーブ１１内に突入する。ピストンロッド２２の後セクションは、互いに連通される貯油室３１と凹室２２０とを備え、貯油室３１内に予備用オイルＬ２を貯蔵している。油室１４内のオイルＬ１が消費して減少した時、貯油室３１内の予備用オイルＬ２が自動的に第１油室１４１に流入してオイルＬ１の消費を補填できる。
詳しく言うと、図２の拡大図に示すように、貯油室３１は、油入口３１１と油出口３１２とを備える。油出口３１２は、ピストンロッド２２の後セクションに位置し、かつ油室１４の第１油室１４１に連通する。逆止弁６は、油出口３１２に設けられ、油室１４内のオイルＬ１が貯油室３１に逆流するのを防止するために用いられる。ピストン部材３２は、ピストンロッド２２の凹室２２０内に移動可能に設けられる。押進手段３３は、ピストンロッド２２の凹室２２０内に設けられ、エネルギーを蓄積でき、油室１４内のオイルＬ１が消費した時、徐々にエネルギーを放出することで、ピストン部材３２を押動して貯油室３１の予備用オイルＬ２を本体１０の第１油室１４１に押し込み、オイルＬ１の消費を補填するために用いられる。本実施例において、押進手段３３は、複数の円板が積層されるとともに逆向きの円板を含んで構成された一組の皿ばね（ｄｉｓｋ ｓｐｒｉｎｇ）を用いるが、これに限定されない。その他の実施例において、蓄圧手段３の押進手段でも圧縮コイルばね或いは空気ばねを選択できる。
ピストン部材３２は、好ましくはピンストンヘッド３２０と軸棒３２１と栓部材３３３とを含むことができる。ピンストンヘッド３２０は、貯油室３１の油入口３１１に嵌設される。栓部材３３３は、ピストンロッド２２の凹室２２０を塞ぐ。軸棒３２１の一端は、ピンストンヘッド３２０に連結され、他端は、栓部材３３３を挿通した後、スリーブ１１内に突入する。
変位センサ４は、スリーブ１１内に設けられ、ピストン部材３２の変位量を検出するために用いられる。変位センサ４として、従来の磁気スケール又は光学スケールを選択できる。本実施例において、変位センサ４は、磁気スケール４１と読み取りヘッド４２とを含み、この両者は従来のエレメントであるため、ここではその説明を省略する。磁気スケール４１の一端は、スリーブ１１の内壁に固設され、他端は、ピストン部材３２の軸棒３２１の凹穴３２２に突入する。軸棒３２１の凹穴３２２は、ピストン部材３２の軸棒３２１の長さ方向に沿ってある長さ延出する。読み取りヘッド４２は、ピストン部材３２の軸棒３２１に設けられ、かつ磁気スケール４１に向き合う。
上述からも分かるように、予備用オイルＬ２が第１油室１４１に流入する時、油室１４内のオイルＬ１が消費により減少したことを示し、この時、ピストン部材３２が押進手段３３の押動を受けて前に移動し、かつ変位センサ４がピストン部材３２の変位量を検出し、この変位量が予備用オイルＬ２の現在の使用量を表わす。変位センサ４の検出を通じて、予備用オイルＬ２の現在の使用量を知ることができるため、変位センサ４の検出結果で予備用オイルＬ２の現在の使用量が上限値に達したかどうかを判断でき、また直ちに交換或いは修理して、安全を確保するため、上限値に達した時、信号を出力して連動の警告装置５に警告信号を発させ、利用者に油室１４内のオイルＬ１の消費が上限に達したことを気づかせる。
１ シリンダー
１０ 本体
１１ スリーブ
１２ キャップ
１３ 仕切部材
１４ 油室
１４１第１油室
１４２第２油室
２１ ピストン
２１０貫通孔
２２ ピストンロッド
２２０凹室
３１ 貯油室
３１１油入口
３１２油出口
３２ ピストン部材
３２０ピンストンヘッド
３２１軸棒
３２２凹穴
３３ 押進手段
３３３栓部材
４ 変位センサ
４１ 磁気スケール
４２ 読み取りヘッド
６ 逆止弁
Ｌ１ オイル
Ｌ２ 予備用オイル
１０ 本体
１１ スリーブ
１２ キャップ
１３ 仕切部材
１４ 油室
１４１第１油室
１４２第２油室
２１ ピストン
２１０貫通孔
２２ ピストンロッド
２２０凹室
３１ 貯油室
３１１油入口
３１２油出口
３２ ピストン部材
３２０ピンストンヘッド
３２１軸棒
３２２凹穴
３３ 押進手段
３３３栓部材
４ 変位センサ
４１ 磁気スケール
４２ 読み取りヘッド
６ 逆止弁
Ｌ１ オイル
Ｌ２ 予備用オイル
Claims (3)
- 本体とスリーブとキャップと仕切部材とを含み、前記本体内部にオイルが充填され、前記キャップ及び前記仕切部材が各々前記本体の前後両端内に固定され、前記スリーブが前記仕切部材に接続するシリンダーと、
前記本体内に移動可能に設けられ、前記本体内部を第１油室及び第２油室に仕切り、前記第１油室がピストンと前記仕切部材の間に介在し、前記第２油室が前記キャップと前記ピストンの間に介在するピストンと、
前記ピストンを移動させることができ、かつ前セクションと後セクションとを備え、前記前セクションが前記第２油室及び前記キャップを挿通した後、外側に突出し、前記後セクションが前記第１油室及び前記仕切部材を挿通した後、前記スリーブ内に突入し、かつ前記後セクションが互いに連通される貯油室と凹室とを備え、前記貯油室内に予備用オイルを貯蔵するピストンロッドと、
前記ピストンロッドの前記後セクションに設けられ、前記第１油室内のオイルが前記貯油室に逆流するのを防止するための逆止弁と、
前記ピストンロッドの前記凹室内に移動可能に設けられたピストン部材と、
前記ピストンロッドの前記凹室内に設けられ、前記本体内のオイル消費時に前記ピストン部材を押動することで、前記貯油室内の前記予備用オイルを前記本体内の前記第１油室に流入させるための押進手段と、
前記スリーブ内に設けられ、前記ピストン部材の変位量を検出するための変位センサと、
を含むことを特徴とする、流体粘性ダンパー。 - 前記押進手段は、皿ばね或いは圧縮コイルばねであることを特徴とする、請求項１に記載の流体粘性ダンパー。
- 前記ピストン部材は、ピンストンヘッドと軸棒と栓部材とを含み、前記栓部材が前記ピストンロッドの前記凹室を塞ぎ、前記軸棒の一端が前記ピンストンヘッドに連結され、他端が前記栓部材を挿通した後、前記スリーブ内に突入し、前記皿ばね或いは圧縮コイルばねは、前記軸棒に嵌められ、かつ前記ピンストンヘッドと前記栓部材の間に介在することを特徴とする、請求項２に記載の流体粘性ダンパー。
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